CONSEILS
POUR LES
CONCEPTEURS
CONSEILS
POUR LES
CONCEPTEURS
CONSEILS
POUR LES
CONCEPTEURS
3
2
1
IC1A
5
6
7
IC1B
4
8
log.
P1
10k
lin.
P2
10k
R4
2k2
R5
2k2
R10
1k
R11
1k
R13
100R
C2
180n
C5
27n
C6
27n
C7
6n8
C8
68p
R6
15k
lin.
P4
10k
R3
10k
R1
220k
R2
3k3
C1
68p
R12
1M
IC1=NE5532
C9
100n
C10
100n
IC1
+9V
-9V
0
R7
1k5
R8
1k5
C4
27n
lin.
P3
10k
C3
4n7
R9
4k7
080278 - 11
L1
10uH
C1
100n
L2
1mH
C12
100n
C11
100n
63V
C9
10u
63V
C10
10u
OSC
7
LV 6
TEST 1
CAP+
2
CAP-
4
GND
3V+ 8
VOUT 5
IC2
ICL7662CPA
OSC
7
LV 6
TEST 1
CAP+
2
CAP-
4
GND
3V+ 8
VOUT 5
IC3
ICL7662CPA
63V
C3
10u
63V
C4
10u
63V
C7
4u7
C5
100n
C6
100n
9V
9V
9V
9V
0
63V
C8
4u7
OUT 3
THR
6
DIS
7
TR
2
R4
CV
5
81
IC1
TLC555
R3
1k
R1
100k
R2
100k
C2
100p
R4
1k
080278 - 12
26 eTech - NUMÉRO2 eTech - NUMÉRO2 27
Puissance en poche (2)
PRÉAMPLI DE POCHE
Dans le dernier numéro de ce magazine, nous
vous avions psenté un petit amplicateur
PWM. Pratique, si ce n’est qu’il lui manquait
le contrôle du volume et de la tonalité. Étant
donné quà lheure actuelle, la plupart des gens
possèdent au moins un système audio surround
équipé dun égaliseur, nous allons cette fois-ci
réaliser un préampli doté dun contrôle de la
tonalité sur 3 bandes plutôt que via le traditionnel
réglage des graves et des aigus.
Réglage de la tonalité
Le module de contrôle de la tonalité autorise
une plage de réglage de ±12 dB pour les aigus
et les graves et de ±9 dB pour les moyennes
fréquences (ce qui est plus que sufsant car
nos oreilles y sont plus sensibles). Ces valeurs
permettent au circuit de rester relativement
simple. Si elles se révèlent trop faibles, il y a
très probablement un problème au niveau des
enceintes : une plage de réglage de 12 dB signie
en effet qu’en raison de la puissance relativement
limitée de létage de sortie, vous courez le
risque de le surcharger, en particulier dans les
basses et moyennes fréquences. Aps tout,
une augmentation de 12 dB représente tout de
même une multiplication par 16 de la puissance !
Le circuit
Le glage du volume (P1) est directement
connecté à lentrée du préamplicateur (voir
gure 1), ce qui est le meilleur emplacement
pour éviter de surcharger létage de contrôle de
EN ASSOCIATION AVEC
Principales caractéristiques
Contle de la tonalité sur 3 bandes
Alimentation symétrique
Compact
Disposition des connecteurs
correspondant aux cartes associées
la tonalité. Le premier étage d’amplication (IC1a)
est non inverseur et présente un gain de 4 fois
comme suit :
R3 / R2+1
Avec une tension dalimentation de ±9 V, il est
possible de traiter un signal supérieur à 1 V (c’est-
dire un peu plus de 1,2 Veff) sans distorsion lorsque
les réglages de tonalité sont en position centrale.
Évidemment, lorsque les graves ou les aigus sont
réglés au maximum, le signal maximal autorisé
en entrée est nettement plus faible : on se situe
alors à 300 mV seulement (pour les fréquences
applicables, bien entendu) et à ce niveau, la
sortie du contrôle de tonali est pratiquement
en surcharge (et elle surchargera lampli, donc
attention !). Le fonctionnement du contleur de
tonalité nest pas du tout difficile à comprendre. Ce
qui entoure le composant IC1b est un amplificateur
inverseur avec trois circuits de retour brancs en
paralle pour le réglage de la tonalité. La résistance
R12 emche le signal de sortie de retourner dans
la ligne d’alimentation au cas où le curseur du
P2 effectuerait un rebond (soit dit en passant, R1
fonctionne de la me manre pour le contrôle du
volume P1). C8 et C1 éliminent les interférences
RF (hautes fréquences).
P2 contrôle les graves et C2 détermine la plage
de fréquence contrôlée. En gros, C2 court-circuite
tout simplement P2 dans les hautes fréquences.
Lamplication est ensuite déterminée par le
rapport entre R5 et R4, tandis que les rapports
P2 / R4 et P2 / R5 dénissent respectivement la
plage de contrôle minimale et maximale. Le gain
maximum, par exemple, est :
(P2+R5) / R4
et équivaut à environ 5,5 fois (15 dB c.c.). R6 est
nécessaire pour permettre le réglage des autres
fquences avec P3 et P4. C7 détermine avant tout
à partir de quelle fquence le réglage des aigus
entre en jeu. C5 et C6 font en sorte que le contle
de la tonalité soit plus actif. Les composants R9
et C4 ont les mêmes fonctions que R6 et C7, mais
pour les moyennes fquences. C3 a la me
fonction que C2 mais filtre les hautes fréquences
bien plus tard ; avec C4, il termine la plage
de réglage des moyennes fréquences. Au nal,
les plages de contrôle des moyennes et hautes
fquences ne sont pas seulement déterminées
par le rapport de P3 à R7 et R8 (par exemple), mais
également par les autres composants du circuit de
retour, raison pour laquelle les rapports de P3 et P4
à R7/R8 et R10/R11 sont plus élevés que ce que
l’on attendrait des plages de contle effectives.
Le réglage des graves présente aussi une bande
passante assez large car nous supposons que vous
utiliserez des petites enceintes ; si vous pvoyez
d’employer des enceintes et un amplificateur
plus puissants, vous obtiendrez probablement
un meilleur son en augmentant la valeur de C2.
La résistance de sortie R13 permet déviter les
problèmes en cas de branchement dune charge
capacitive excessive.
Alimentation
Lalimentation est symétrique an déviter davoir
recours à de gros condensateurs de couplage,
qui ont un effet négatif sur la qualité du son.
Linconnient de ce choix est quil nécessite une
tension dalimentation négative. La solution la
plus simple consiste donc en un circuit qui inverse
la tension dalimentation positive.
Suite en page 28 >
Figure1. Le préamplicateur est assez simple pour un module de réglage du volume avec
contle de la tonalité sur trois bandes.
Figure2. Un convertisseur de tension est utili pour transformer la tension dalimentation
simple en alimentation symétrique.
Ton Giesberts (laboratoires Elektor)
Il est parfaitement possible d’employer l’amplicateur PWM psenté dans le dernier
numéro deTech seul, mais un préamplicateur avec alimentation viendrait à point
pour lui donner un peu plus de punch. Raison pour laquelle le mini-projet de ce
numéro est... un préampli de poche.
CONSEILS
POUR LES
CONCEPTEURS
CONSEILS
POUR LES
CONCEPTEURS
-15
+15
-13
-11
-9
-7
-5
-3
+0
+2
+4
+6
+8
+10
+12
d
B
r
A
20 20k50 100 200 500 1k 2k 5k 10
080278 - 13
k
Hz
28 eTech - NUMÉRO2 eTech - NUMÉRO2 29
< Suite de la page 27
Pour ce faire, nous avons opté pour un
convertisseur c.c./c.c. Maxim ICL7662 (voir
gure 2). Ce circuit imprimé sert de pompe
de charge et peut supporter des tensions
jusquà 20 V. Il est compatible broche à broche
et fonctionnellement avec le modèle ICL7660,
plus courant, qui supporte jusquà 10 V (ou 12 V
pour la version A) et pourrait être utilisé ici sans
problème. Le principal avantage de lICL7662
est sa simplicité : il ne nécessite que deux
condensateurs externes. Il a toutefois le
léger inconnient de ne pas réguler la
tension de sortie.
La tension de sortie hors charge est égale à la
tension dentrée, mais négative. Cependant elle
décroît lorsque le courant de sortie augmente.
Pour accroître la stabili de la tension de sortie,
nous avons branc deux CI en parallèle.
Si vous chargez un seul CI alimenté en 9 V
avec une résistance de 100 Ω, la tension de
sortie chute à environ -4,6 V ; avec deux CI en
parallèle, elle tombe à -6,3 V seulement. Avec
le préamplicateur comme charge, elle ne
chute que de 0,35 V (sachant que le NE5532
consomme environ 7,5 mA). Il serait possible
dutiliser dautres amplicateurs opérationnels
présentant une consommation inférieure, mais ils
sont bien souvent de moindre qualité : le NE5532
est excellent pour les applications audio.
Dans notre prototype, nous avions initialement
branc quatre CI en paralle, mais qu’ils soient
trois ou quatre ne nous apportait pas grand-
chose. Nous avions par contre remarqué un
effet étrange : le fonctionnement asynchrone
des oscillateurs internes faisait varier lentement
l’ondulation de la sortie entre deux valeurs.
Sachant que la fréquence de cette ondulation était
de 10 kHz, elle risquait de devenir audible. Nous
avons donc coup les CI à une horloge externe
fournie par un CI 555 dont la fréquence est réglée
sur 40 kHz, afin que l’ondulation atteigne les
20 kHz et soit donc hors des fréquences audibles.
Lun des avantages de cette solution side dans
le fait que l’inductance du filtre de sortie peut être
bien plus petite et donc entraîner une perte de
résistance bien moindre. Linductance mise en L2
psente une sistance série nominale de 12 Ω.
L1 et L2 sont des inductances antiparasites axiales
standard, que nous avons placées à la verticale
(tout comme les quatre sistances du circuit) an
de gagner de la place.
Nous ne nous attarderons pas sur le circuit qui
entoure le 555 : il sagit dune conguration
astable standard. IC1 envoie le signal dente
de lhorloge aux deux convertisseurs, via une
résistance de 1 kΩ chacun afin déviter tout
Kits employés
Comme indiqué dans la liste des composants,
vous pouvez commander des cartes à circuits
imprimés vierges sur www.thepcbshop.com.
Figure3. Les courbes montrent les eets des diérents réglages maximum du contrôle de
la tonalité.
Liste des composants
Carte de préamplification
Résistances
R1 = 220 kΩ (Code commande :
159-004)
R2 = 3,3 kΩ (157-480)
R3 = 10 kΩ (150-928)
R4,R5 = 2,2 kΩ (151-088)
R6 = 15 kΩ (151-145)
R7,R8 = 1,5 kΩ (151-094)
R9 = 4,7 kΩ (151-000)
R10,R11 = 1 kΩ (157-446)
R12 = 1 MΩ (151-123)
R13 = 100 Ω (157-610)
P1 = potentiotre 10 kΩ,
logarithmique (361-7033)
P2,P3,P4 = potentiotre 10 kΩ,
linéaire (361-7033)
Condensateurs
(entraxe des broches 5 mm / 0,2)
C1,C8 = 68 pF céramique (653-0030)
C2 = 180 nF polyester / MKT (334-209)
C3 = 4,7 nF polyester / MKT (312-1661A)
C4,C5,C6 = 27 nF polyester / MKT
(312-1447)
C7 = 6,8 nF polyester / MKT (622-4145)
C9,C10 = 100 nF polyester / MKT
(463-1765)
Semiconducteurs
IC1 = NE5532 (DIP-8) (810-188)
Divers
CI 080278-1
(www.thepcbshop.com)
Liste des composants
Carte d’alimentation
Résistances
R1,R2 = 100 kΩ (Code commande :
151-303)
R3,R4 = 1 kΩ (157-446)
Condensateurs
C1,C5,C6,C11,C12 = 100 nF céramique,
entraxe broches 5 mm (0,2”) (652-9995)
C2 = 100 pF, entraxe des broches 5 mm
(0,2”) (405-7662)
C3,C4,C9,C10 = 10 μF 63V radial
électrolytique, entraxe des broches
2,5 mm (0,1”) (521-3504)
C7,C8 = 4,7 μF 63 V radial électrolytique,
entraxe des broches 5 mm (0,2”)
(520-1040)
Inductances
L1 = axiale 10 μH (montage vertical) (191-
0481)
L2 = axiale 1 mH (montage vertical) (191-
0712)
Semiconducteurs
IC1 = TLC555 (DIP-8) (638-942)
IC2,IC3 = ICL7662CPA+ (DIP-8)
(CI Maxim) (207-0118)
Divers
CI n° 080279-1
(www.thepcbshop.com)
problème lors de la mise sous tension (risque de
déclenchement parasite). Le filtre de sortie L2/
C10/C12 permet déliminer presque entièrement
londulation des condensateurs C7 et C8, qui sont
brancs en parallèle afin de réduire la résistance
série : à loscilloscope, on ne voit plus qu’une
faible trace de la fréquence de commutation de
lamplicateur de puissance.
Résultats des tests
Les résultats les plus intéressants du test
de ce contrôleur de tonalité sont bien sûr les
courbes de réponse en fréquence individuelles
des réglages de tonalité. La gure 3 illustre les
positions maximum, minimum et neutre (les
positions des réglages des graves et des aigus
restent inchangées). En position neutre, lon
note une légère atnuation dun peu moins dun
décibel à 20 kHz, principalement causée par
les condensateurs antiparasites RF C1 et C8. À
20 Hz, la variation du gain est de ±14 dB (±12 dB
à 40 Hz) ; elle est denviron ±12 dB à 20 kHz.
La distorsion est inférieure à 0,005 % avec un
signal dentrée de 0,5 V (1 kHz, bande passante
de 22 kHz, volume glé au maximum, réglages
de tonalité en position neutre). La consommation
de lensemble du circuit est de 56 mA à 9 V, soit
12 mA de plus que lamplicateur PWM seul.
Avec un haut-parleur à 8 Ω et lamplicateur en
légère surcharge, la consommation monte à
162 mA maximum, ce qui est vraiment trop pour
une batterie 9 V. Si vous avez plusieurs canaux,
nous vous recommandons par conquent
dutiliser un adaptateur secteur.
Nous n’avons pas tes les réglages de la
tonalité à laide de potentiomètres, mais avec
des commutateurs rotatifs et des résistances.
Nous nous intéressions en effet surtout aux
performances en position neutre ainsi quaux
limites inférieure et supérieure. Nous avons donc
réduit chaque potentiotre à deux résistances
et un commutateur rotatif. La tolérance des
potentiomètres est généralement assez élee
(bien souvent aux alentours de ±20 %), ce
qui a inévitablement un effet sur les plages de
fréquences et les gains maximum et minimum.
Avec plusieurs canaux, les difrents écarts
peuvent entraîner des difrences audibles.
Si vous avez la possibilité de vérier si les
difrents canaux des potentiomètres stéréo
correspondent, nous vous recommandons
vivement de le faire. Avec plusieurs canaux,
vous pouvez éventuellement utiliser des
commutateurs rotatifs avec plusieurs pôles, mais
cette solution est onéreuse.
Construction des trois cartes
Dans la mesure du possible, nous avons disposé
les connecteurs de chacune des trois cartes de
la même manière. La sortie du préamplicateur
se trouve dans le même coin que son entrée,
les connecteurs dalimentation sont au même
endroit que les sorties dalimentation de la
carte dalimentation et lentrée 9 V de la carte
dalimentation est directement mise en boucle
sur les deux connecteurs de lamplicateur, dont
la position correspond à celle des connexions
dalimentation. À côté de ces dernières, nous
avons également disposé les connexions du
bouton dalimentation (S1), lequel ne sert quà
lamplicateur. Il est en effet pférable dinsérer
un commutateur en série avec l’entrée de la carte
dalimentation, ce qui permet ainsi de court-
circuiter la connexion de S1.
Nous avons délibément omis de prévoir des
trous de xation sur les trois cartes an de
gagner en compacité. Si vous souhaitez monter
lensemble de manière able, le plus simple
est probablement dopter pour une paire de
supports latéraux en plastique avec des fentes,
qui permettront de disposer les cartes les unes
au-dessus des autres. Nous vous conseillons de
placer la carte dalimentation en bas, le réglage
de la tonalité au milieu et lamplicateur de
puissance en haut.
(080278-1)
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